[发明专利]一种异形高温超导跑道型线圈用骨架及绕制方法

说明书

一种异形高温超导跑道型线圈用骨架，包括跑道型线圈的绕线骨架，绕线骨架的长边一带有上弧度一，绕线骨架的长边二带有下弧度一，左侧为短边一，右侧为短边二；长边一与短边一采用圆弧过度连接；绕制方法包括以下步骤：1）将高温超导跑道型线圈用骨架设在水平绕线机上；2）线圈绕组的绕制，高温超导线从短边一段引入，并固定入线端；绕制通过长边一时，用固定夹具一对线圈固定，完成短边二的绕制；在长边二段有固定夹具二，固定夹具三，固定夹具四，对线圈进行固定，缓慢绕制完成长边二的绕线；3）绕组固化，线圈绕制结束后，取下固定夹具，拆卸时将与线圈配合的端削固定在长边二的外侧；结构简单，易于制造，方法简单，易操作。

技术领域

本发明属于超导磁体技术领域，具体涉及一种异形高温超导跑道型线圈用骨架及绕制方法。

背景技术

随着国家大科学工程的逐步启动，越来越多的粒子加速器项目进入建设阶段，未来将为科研工作者提供更好研究平台。在粒子加速器系统中，通常采用超导螺线管线圈对粒子进行加速，采用超导二极磁铁对粒子进行偏转。超导的二级磁铁线圈以常规矩形线圈或跑道型线圈为主。相对于螺线管线圈而言，矩形线圈或跑道型线圈具有绕制预紧力难控制，线圈排线易散乱，操控性差等特点，一直是制造的难点。随着超导技术的不断发展，针对常规矩形线圈及跑道型线圈的绕制技术基本成熟。然而，对于有特殊磁场位形要求的加速器偏转装置中，不论是线圈骨架的工程设计，还是线圈的精密绕线技术还存在很大的问题与挑战。尤其是对于异形高温超导线圈的绕制，由于其本身属陶瓷类脆性材料，合理的过程控制最终将直接影响的线圈性能。因此，设计并优化出一种新型的加速器偏转装置用异形高温超导跑道型线圈，同时获得该线圈的绕制工艺方法十分必要。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提供一种适用于加速器偏转用异形高温超导跑道型线圈用骨架及绕制方法，骨架结构简单，易于制造，适用于上述超导磁体绕组的绕制，并提供使用该骨架绕制磁体绕组的绕制方法。

一种异形高温超导跑道型线圈用骨架，其特征在于，包括形状类似跑道型线圈的绕线骨架，绕线骨架的长边一带有上弧度一，绕线骨架的长边二带有下弧度一；左侧为短边一，右侧为短边二，绕线骨架厚度T；长边一与短边一采用圆弧过度连接，圆弧包括内弧度一和外弧度一。

所述的上弧度一的弧度＞0，下弧度一的的弧度＜0，内弧度一的弧度＜0，内弧度一的弧度＞0，外弧度一的弧度＞0。

所述的短边一、短边二与水平线的夹角α，其中α=90°。

所述的骨架厚度T保持不变。

利用所述的一种异形高温超导跑道型线圈用骨架绕制超导磁体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1骨架组装

根据超导磁体进行高温超导跑道型线圈用骨架的加工，并将加工好的高温超导跑道型线圈用骨架安装在水平绕线机上；

步骤2 线圈绕组的绕制方法

高温超导线从短边一段引入，并对入线端进行固定，绕制过程中张力恒定为3kg；绕制通过长边一时，采用固定夹具一对线圈进行固定，继续完成短边二的绕制；在长边二段有固定夹具二，固定夹具三，固定夹具四，依次采用固定夹具二，固定夹具三，固定夹具四对线圈进行固定，缓慢绕制完成长边二的绕线；

步骤3 绕组固化

线圈绕制结束后，首先将固定夹具一取下，再依次取下固定夹具二，固定夹具三，固定夹具四，固定夹具拆卸过程中将与线圈配合的端削固定在长边二的外侧，用来施加预紧力，采用常规的真空浸渍环氧树脂对绕组进行固化处理，使绕组中超导线材形成一个整体。

本发明的有益效果是：